Kelas 10 SMK Pembuatan Komponen Instrumen Logam 3

PEMBUATAN KOMPONEN

INSTRUMEN LOGAM

Jilid 1

Untuk Kelas XI Semester 1

Teknik Instrumentasi Logam

Buku Mata Pelajaran SMK

Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa

Program Keahlian Teknik Instrumentasi Industri

KATA PENGANTAR

Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi siswa dari sisi pengetahuan, keterampilan dan sikap secara utuh. Proses pencapaiannya melalui pembelajaran sejumlah mata pelajaran yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian kompetensi tersebut.

Buku ini disusun untuk dipergunakan dalam proses pembelajaran pada mata pelajaran Pembuatan Komponen Instrumen Logam yang merupakan Mata Pelajaran Paket Keahlian Teknik Instrumentasi Logam, Program Keahlian Teknik Instrumentasi Industri, Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Sekolah Menengah Kejruan. Dalam penyusunannya Buku ini terdiri dari Empat jilid, dimana jilid 1 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XI semester Tiga, jilid 2 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XI semester Empat, jilid 3 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XII semester Lima, jilid 4 dipergunakan untuk pembelajaran siswa di kelas XII semester Enam.

Sesuai dengan konsep Kurikulum 2013, buku ini disusun mengacu pada pembelajaran menggunakan pendekatan saintifik untuk menemukan konsep yang sedang dipelajar melalui deduksi. Karenanya siswa diusahakan ditumbuhkan kreatifitasnya melalui bimbingan oleh guru. Materi Pembuatan Komponen Instrumen Logam disusun secara terpadu dan utuh, sehingga setiap pengetahuan, keterampilan dan sikap yang diajarkan, pembelajarannya harus dilanjutkan sampai membuat siswa kompeten sehingga menjadi landasan yang kuat untuk melanjutkan proses pembelajaran pada mata pelajaran paket keahlian. Pada akhirnya diharapkan siswa menyadari bahwa berbagai upaya dan teknologi yang dicipta manusia memiliki limit keterbatasan, sedangkan Tuhan Yang Maha Esa adalah maha sempurna. Siswa sebagai makhluk dapat mensyukuri terhadap potensi yang diberikan Tuhan kepadanya dan anugerah alam semesta yang dikaruniakan kepadanya melalui pemanfaatan yangbertanggung jawab.

Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan siswa untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan yang dipergunakan dalam Kurikulum 2013, siswa diberanikan untuk mencari dari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serap siswa dengan ketersediaan kegiatan pada buku ini. Guru dapat memperkayanya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan relevan dengan kompetensi keahian yang ditekuni siswa serta kondisi lingkungan sekolah.

Sebagai edisi pertama, buku ini sangat terbuka dan terus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Untuk itu, kami mengundang para pembaca memberikan kritik, saran dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya. Atas kontribusi tersebut, kami ucapkan terima kasih. Mudah-mudahan kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).

DAFTAR ISI

Sampul Muka

Halaman Francis

Kata Pengantar

Daftar Isi

Peta Kedudukan Bahan Ajar

Glosarium

Bab 1 Pendahuluan

A. Deskripsi

B. Prasyarat

C. Petunjuk Penggunaan

D. Tujuan Akhir

E. Kompetensi Inti Dan Kompetensi Dasar

F. Cek Kemampuan Awal

Bab2 Menerapkan Prinsip Dasar Mekanika Teknik

Deskripsi

Tujuan Pembelajaran Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa Uraian Materi

A. Dasar Dasar Mekanika Teknik

B. Penerapan Prinsip Mekanika Teknik

Evaluasi i ii iii iv vii viii 2 3 3 5 6 10 13 14 14 15 16 17 25 61

Bab 3 Menerapkan Komponen Mekanik Instrumen Logam

Deskripsi

Tujuan Pembelajaran Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa Uraian Materi

A. Komponen mekanik

B. Poros C. Pasak D. Bantalan E. Seal F. Paking G. Sabuk H. Rantai

I. Baut Dan Mur

J. Rem

K. Pegas

L. Kopling

M. Pompa

N. Roda Gigi

O. Bimetal

Evaluasi

Bab 4 Mesin Perkakas Untuk Pembuatan Komponen Instrumen Logam Deskripsi Tujuan Pembelajaran Peta Konsep 65 66 67 68 69 70 73 78 82 90 94 97 103 105 106 109 112 125 141 198 201 204 204 205

Rencana Belajar Siswa Uraian Materi

A. Permesinan

B. Mesin Bubut

C. Frais

D. Mesin Skrap

E. Mesin Gerinda ( Grinding Machine )

F. Pengeboran Dan Penggurdian

G. Penggergajian ( Sawing )

H. Hasil Permesinan

I. Pekerjaan Pembentukan Benda Teknik Lainnya

Evaluasi

Bab 5 Pembuatan Komponen Instrumen Logam Dengan Mesin Bubut

Deskripsi

Tujuan Pembelajaran Peta Konsep

Rencana Belajar Siswa Uraian Materi

A. Macam dan Fungsi Mesin Bubut

B. Bagian Bagian Utama Mesin Bubut

C. Alat Kelengkapan Mesin Bubut

D. Prosedur Pembubutan

E. Perencanaan Proses Pembubutan

F. Evaluasi Daftar Pustaka 206 207 208 209 222 239 245 247 256 260 271 283 286 287 288 289 290 290 293 300 309 315 348

Peta kedudukan bahan ajar ini merupakan diagram,yang

menunjukan tahapan atau tata urutan pencapaian kompetensi yang

diajarkan dan dilatihkan kepada siswa, dalam kurun waktu yang

dibutuhkan.

Dengan membaca peta kedudukan bahan ajar ini, dapat dilihat

urutan

logis

pembelajaran

Bidang

Keahlian

Teknologi

Dan

RekayasaProgram KeahlianTeknik Instrumentasi Industri.

Guru dan siswa

dapat menggunakanBuku Teks Bahan Ajar Siswa ini, sesuai dengan

urutan pada diagram ini.

Peta Kedudukan Bahan Ajar

Simulasi

Digital

Teknik

Kelistrikan dan

Elektronika

Teknik Dasar

Instrumentasi

C.2 Dasar Program Keahlian

Teknik

Instrumentasi

Logam

Kontrol

Proses

Kontrol

Mekanik

C.3 Paket Keahlian

Fisika

Kimia

Gambar Teknik

Gaya : Besaran yang bertendensi mendorong/ merubah bentuk objek yang dikenakan dalam arah gaya tersebut bekerja.

Instrumentasi : Seperangkat instrumen atau alat yang digunakan

untuk mengontrol, memanipulasi, mengukur,

menunjukan atau menghitung nilai suatu

variabel proses.

Komponen mekanik : Dikenal juga elemen mesin adalah bagian dari komponen tunggal yang dipergunakan pada konstruksi mesin, dan setiap bagian mempunyai fungsi pemakaian yang khas.

Logam : Adalah mineral yang tidak tembus pandang dan

dapat menghantarkan aliran panas atau aliran listrik

Mekanika teknik: Dikenal juga sebagai mekanika rekayasa merupakan ilmu yang mempelajari perilaku struktur, atau mesin terhadap beban yang bekerja padanya. Momen : Besarnya tendensi dari suatu gaya untuk memutar

suatu objek/benda terhadap suatu titik. Dalam bentuk skalar, besarnya momen adalah gaya dikali lengan momen yang merupakan jarak tegak lurus antara titik yang ditinjau dan garis kerja gayanya.

Pasak : Sepotong baja lunak (mild steel), berfungsi

sebagai pengunci yang disisipkan diantara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi

agar keduanya tersambung dengan pasti

sehingga mampu meneruskan momen

putar/torsi.

Poros : Bagian stasioner yang beputar, biasanya

berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel,

engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya.

Proses frais : Proses penyayatan benda kerja menggunakan

alat potong dengan mata potong jamak yang berputar. Proses penyayatan dengan gigi potong

yang banyak yang mengitari pisau ini bisa menghasilkan proses pemesinan lebih cepat. Permukaan yang disayat bisa berbentuk datar, menyudut atau melengkung. Permukaan benda kerja bisa juga berbentuk kombinasi dari beberapa bentuk.

Proses pembubutan : Merupakan proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan kepada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan benda kerja disebut dengan gerak potong relative sedangkan gerakan pahat disebut gerak umpan

Roda gigi : Salah satu bentuk transmisi yg mempunyahi

fungsi mentransmisikan gaya, membalikan

putaran, mereduksi atau menaikkan

PENDAHULUAN

BAB

Buku Teks Bahan Ajar Siswa Pembuatan Komponen Instrumen Logam ini digunakan sebagai buku sumber pada kegiatan belajar untuk pencapaian kompetensi siswa pada Mata Pelajaran Paket Keahlian Teknik Instrumentasi Logam, Program Keahlian Teknik Instrumentasi Industri, Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Sekolah Menengah Kejruan.

Buku Teks Bahan Ajar Siswa Pembuatan Komponen Instrumen Logam terdiri atas 4 jilid buku. Buku Pembuatan Komponen Instrumen Logam jilid 1 digunakan untuk pembelajaran Kelas XI semester 3. Pada buku jilid 1 ini dibahas materi belajar yang meliputi;

1. Menerapkan Prinsip Dasar Mekanika Teknik

2. Mendeskripsikan Komponen Mekanik pada Instrumen Logam

3. Memahami Mesin Perkakas untuk Pembuatan Komponen

Instrumen Logam

4. Membuat Komponen Instrumentasi Logam Dengan Mesin

bubut

Buku Teks Bahan Ajar Siswa Pembuatan Komponen Instrumen Logam disusun berdasarkan penguasaan konsep dan prinsip serta keterampilan teknis keahlian sehingga setelah mempelajari buku ini, siswa memiliki penguasaan pelaksanaan pekerjaan instrumentasi logam.

Kemampuan awal Siswa sebelum mempelajari Buku Teks Bahan Ajar Siswa “Pembuatan Komponen Instrumen Logam” yaitu siswa telah memahami :

1. Gambar Teknik

2. Menggunakan perkakas tangan

3. Simulasi Digital

4. Teknik Dasar Instrumentasi

1. Petunjuk penggunaan bagi Siswa :

a. Siswa diharapkan telah memahami mata pelajaran atau materi

yang menjadi prasarat pemelajaran modul ini.

b. Lakukan kegiatan pemelajaran secara berurutan dari Bab 1 ke Bab

berikutnya.

c. Rencanakan kegiatan belajar bersama guru, dan isilah pada kolom

yang disiapkan pada tabel rencana pembelajaran.

d. Pelajari dan pahami setiap uraian materi dengan seksama.

e. Lakukan kegiatan yang diberikan pada uraian materi

pembelajaran, kegiatan tersebut dirancang dalam bentuk; eksplorasi, diskusi,asosiasi, dan evaluasi hasil belajar pada setiap akhir bab.

f. Kegiatan praktik kejuruan dilaksanakan dalam bentuk latihan

keterampilan, kerjakan latihan tersebut dibawah pengawasan guru.

B. Prasyarat

g. Persiapkan alat dan bahan yang digunakan pada setiap pembelajaran untuk menyelesaikan tugas dan evaluasi hasil belajar

h. Lakukan setiap kegiatan dengan tekun, teliti dan hati-hati dengan

menerapkan kesehatan dan keselamatan kerja.

i. Jawablah soal evaluasi pada bagian review, penerapan dan tugas

sesuai perintah yang diberikan.

j. Uji kompetensi kejuruan adalah tugas proyek untuk mengevaluasi

capaian keterampilan siswa, kerjakan uji kompetensi sesuai petunjuk.

k. Siswa dinyatakan tuntas menyelesaikan materi pada bab terkait,

jika siswa menyelesaikan kegiatan yang ditugaskan dan menyelesaikan kegiatan evaluasi dengan nilai minimal sama dengan KKM (Kriteria Kelulusan Minimal).

2. Peran Guru:

a. Merencanakan kegiatan pembelajaran siswa sesuai silabus.

b. Mengarahkansiswa dalam merencanakan proses belajar

c. Memfasilitasi siswa dalam memahami konsep dan praktik.

d. Memberikan motivasi, membimbing dan mengarahkan siswa dalam

melakukan kegiatan yang diberikan pada uraian materi

pembelajaran. Kegiatan tersebut dirancang dalam bentuk;

eksplorasi,asosiasi dan evaluasi.

e. Menekankan, selalu mengecek dan memfasilitasi penggunaan K3

sesuai kegiatan yang dilaksanakan.

f. Mengembangkan materi pembelajaranyang disesuaikan dengan

kondisi siswa dan lingkungan sekolah.

g. Memberikan contoh, memandu dan melakukan pengawasan

pelaksanaan tugas siswa yang berkaitan dengan pembelajaran praktik di laboratorium atau bengkel kerja.

h. Membantu Siswa untuk menetukan dan mengakses sumber belajar

i. Merencanakan seorang ahli/pendamping guru dari tempat kerja/industri untuk membantu jika diperlukan

j. Menyusun variasi kegiatan siswa, soal, latihan praktik dan uji

kompetensi yang disesuaikan dengan kondisi siswa dan lingkungan sekolah.

k. Merencanakan proses penilaian dan menyiapkan perangkatnya

l. Memeriksa seluruh hasil pekerjaan siswa baik berupa hasil

pelaksanaan kegiatan maupun jawaban dari evaluasi belajar dan uji kompetensi.

m.Mencatat dan melaporkan pencapaian kemajuan Siswa kepada yang

berwenang.

Hasil akhir dari seluruh kegiatan belajar dalam buku teks bahan ajar siswa ini adalah Siswa;

1.Mampu menerapkan Prinsip Dasar Mekanika Teknik pada

Pembuatan Komponen Instrumen Logam.

2.Mampu mendeskripsikan Komponen Mekanik pada

Instrumen Logam.

3.Mampu mengindentifikasi Mesin Perkakas untuk Pembuatan

Komponen Instrumen Logam

4.Mampu menggunakan Mesin Bubut untuk Pembuatan

Komponen Instrumen Logam

BIDANG KEAHLIAN

: TEKNOLOGI DAN REKAYASA

PROGRAM KEAHLIAN

: TEKNIK INSTRUMENTASI INDUSTRI

MATA PELAJARAN

: TEKNIK DASAR INSTRUMENTASI

KELAS XI

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

1. Menghayati dan

mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

1.1. Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama

dalam melaksanakan pekerjaan di bidang pembuatan komponen instrumen logam

2. Menghayati dan

mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan

proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia

2.1. Memiliki motivasi internal,

kemampuan bekerjasama, konsisten, rasa percaya diri, dan sikap toleransi dalam perbedaan konsep berpikir, dan strategi menyelesaikan masalah

dalam melaksanakan pekerjaan di bidang pembuatan komponen instrument logam

2.2.Mampu mentransformasi diri dalam

berperilaku: teliti, kritis, disiplin, dan tangguh mengadapi masalah dalam melakukan tugas di bidang pembuatan komponen instrumen logam

2.3. Menunjukkan sikap bertanggung

jawab, rasa ingin tahu, santun, jujur, dan perilaku peduli lingkungan dalam melakukan pekerjaan di bidang

pembuatan komponen instrumen logam

3. Memahami, menerapkan dan

menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan

3.1. Mendeskripsikan Prinsip Dasar

Mekanika Teknik pada Pembuatan Komponen Instrumen Logam

3.2. Mendeskripsikan komponen mekanik

pada instrumen logam

3.3. Mendeskripsikan K3 pada pembuatan

komponen instrumen logam

3.4. Mendeskripsikan mesin perkakas

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR kemanusiaan, kebangsaan,

kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.

untuk pembuatan komponen instrumen logam

3.5. Mengidentifikasi perlengkapan mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

3.6. Mengidentifikasi alat bantu mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

3.7. Mengidentifikasi bahan untuk

pembuatan komponen instrumen logam

3.8.

Mengidentifikasi

gambar kerja pembuatan Komponen Instrumen Logam

3.9. Mengidentifikasi pembuatan

komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

3.10. Mengidentifikasi pengendalian mutu

4. Mengolah, menalar, dan

menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan

langsung

4.1 Menerapkan Prinsip Dasar Mekanika

Teknik pada Pembuatan Komponen Instrumen Logam

4.2 Menggunakan komponen mekanik

pada instrumen logam

4.3 Melaksanakan K3 pada pembuatan

komponen instrumen logam

4.4 Menggunakan mesin perkakas untuk

pembuatan komponen instrumen logam

4.5 Menggunakan perlengkapan mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

4.6 Menggunakan alat bantu mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

4.7 Mengggunakan bahan untuk

pembuatan komponen instrumen logam

4.8 Membaca gambar kerja pembuatan

komponen instrumen logam

4.9 Membuat komponen instrumen logam

dengan Mesin perkakas

4.10Melaksanakan prosedur pengendalian

KELAS XII

OMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR

1.Menghayati dan

mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

1.2.Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama

dalam melaksanakan pekerjaan di bidang pembuatan komponen instrumen logam

2.Menghayati dan

mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan

proaktif, dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia

2.4. Memiliki motivasi internal,

kemampuan bekerjasama, konsisten, rasa percaya diri, dan sikap toleransi dalam perbedaan konsep berpikir, dan strategi menyelesaikan masalah dalam melaksanakan pekerjaan di bidang pembuatan komponen instrumen LogamMampu mentransformasi diri dalam berperilaku: teliti, kritis, disiplin, dan tangguh mengadapi masalah dalam melakukan tugas di bidang Pembuatan Komponen Instrumen Logam.

Menunjukkan sikap bertanggung jawab, rasa ingin tahu, santun, jujur, dan perilaku peduli lingkungan dalam melakukan pekerjaan di bidang

pembuatan komponen instrumen logam

3. Memahami, menerapkan dan

menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan

kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.

3.11. Mendeskripsikan mesin perkakas

untuk pembuatan komponen instrumen logam

3.12. Mengidentifikasi perlengkapan mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

3.13. Mengidentifikasi alat bantu mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

3.14. Mengidentifikasi bahan untuk

pembuatan komponen instrumen logam

3.15.

Mengidentifikasi

gambar kerja

pembuatan Komponen Instrumen Logam

3.16. Mengidentifikasi pembuatan

komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

3.17. Mengidentifikasi pengendalian mutu

4.Mengolah, menalar, dan

menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari

4.11Menerapkan Prinsip Dasar Mekanika

Teknik pada Pembuatan Komponen Instrumen Logam

OMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR yang dipelajarinya di sekolah

secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan

langsung

pada instrumen logam

4.13Melaksanakan K3 pada pembuatan

komponen instrumen logam

4.14Menggunakan mesin perkakas untuk

pembuatan komponen instrumen logam

4.15Menggunakan perlengkapan mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

4.16Menggunakan alat bantu mesin

perkakas dalam pembuatan instrumen logam

4.17Mengggunakan bahan untuk

pembuatan komponen instrumen logam

4.18Membaca gambar kerja pembuatan

komponen instrumen logam

4.19Membuat komponen instrumen logam

dengan Mesin perkakas

4.20Melaksanakan prosedur pengendalian

mutu

3 Mengolah, menalar, dan

menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan

langsung

3.1 Menciptakan gambar kerja komponen

instrumen logam menggunakan AutoCAD 2D

3.2 Menciptakan gambar kerja komponen

instrumen logam menggunakan AutoCAD 3D

3.3 Melaksanakan K3 pada pembuatan

komponen instrumen logam dengan mesin NC/CNC

3.4 Menggunakan mesin NC/CNC untuk

pembuatan komponen instrumen logam

3.5 Menggunakan perlengkapan dalam

pembuatan instrumen logam NC/CNC

3.6 Mengggunakan bahan untuk

pembuatan komponen instrumen logam menggunakan mesin NC/CNC

3.7 Membuat komponen instrumen logam

Berilah tanda silang (x) pada tabel dibawah ini, dengan pilihan

“ya” atau “tidak” dengan sikap jujur dan

dapatdipertanggungjawabkan untuk mengetahui kemampuan

awal yang telah Kamu (Siswa) miliki.

No Kompetensi Dasar Pernyataan

Dapat Melakukan Pekerjaan Dengan Kompeten Jika “Ya” Kerjakan Ya Tidak

1  Mendeskripsikan Prinsip Dasar Mekanika Teknik pada Pembuatan Komponen Instrumen Logam  Menerapkan Prinsip Dasar Mekanika Teknik pada instrumen logam  Mampu mendeskripsikan Prinsip Dasar Mekanika Teknik pada Pembuatan Komponen Instrumen Logam

 Mampu menerapkan Prinsip Dasar Mekanika Teknik pada instrumen logam Evaluasi Belajar Bab 2 2  Mendeskripsikan komponen mekanik pada instrumen logam  Menggunakan komponen mekanik pada instrumen logam  Mampu mendeskripsikan komponen mekanik pada instrumen logam  Mampu menggunakan komponen mekanik pada instrumen logam Evaluasi Belajar Bab 3 3  Mendeskripsikan mesin perkakas (bubut) untuk pembuatan komponen instrumen logam  Menggunakan mesin perkakas untuk pembuatan komponen instrumen logam  Mengidentifikasi perlengkapan  Mampu mendeskripsikan mesin perkakas (bubut) untuk pembuatan komponen instrumen logam  Mampu menggunakan mesin perkakas (bubut) untuk pembuatan komponen instrumen logam  Mampu mengidentifikasi perlengkapan mesin Evaluasi Belajar Bab 4

No Kompetensi Dasar Pernyataan Dapat Melakukan Pekerjaan Dengan Kompeten Jika “Ya” Kerjakan Ya Tidak

mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Menggunakan perlengkapan mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mengidentifikasi alat bantu mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam

 Menggunakan alat bantu mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mengidentifikasi pembuatan komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

 Membuat komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mampu menggunakan perlengkapan mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mampu mengidentifikasi alat bantu mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mampu menggunakan alat bantu mesin perkakas dalam pembuatan instrumen logam  Mampu mengidentifikasi pembuatan komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

 Mampu membuat komponen instrumen logam dengan Mesin perkakas

MENERAPKAN PRINSIP DASAR

MEKANIKA TEKNIK

Kata Kunci:



Hukum Newton



Tegangan



Gravitasi



Momen



Vektor



Gaya

BAB

Mekanika teknik atau dikenal juga sebagai mekanika rekayasa merupakan ilmu yang mempelajari perilaku struktur, atau mesin terhadap beban yang bekerja padanya. Perilaku struktur tersebut umumnya adalah lendutan dan gaya-gaya (gaya reaksi dan gaya internal). Dengan mengetahui gaya-gaya dan lendutan yang terjadi maka selanjutnya struktur tersebut dapat direncanakan atau diproporsikan dimensinya berdasarkan material yang digunakan sehingga aman dan nyaman (lendutannya tidak berlebihan) dalam menerima beban tersebut.

Mekanika teknik merupakan cabang langsung dari ilmu mekanika pada kajian ilmu fisika, namun memasukkan unsur yang lebih mendekati kenyataan dan aspek praktis. Ilmu mekanika teknik dipakai oleh berbagai bidang teknik sipil, teknik mesin, teknik material, teknik penerbangan, teknik elektro, dan teknik struktur. Area yang meliputi kajian mekanika teknik meliputi Statika (studi benda diam), Dinamika (studi efek beban pada pergerakan benda), Mekanika deformasi (mempelajari efek beban pada perubahan benda), Mekanika fluida (pergerakan benda alir), Mekanika tanah (studi kelakukan pergerakan tanah) dan Mekanika kontinuum(analisa benda bermasa kotinuum).

Pada Mata Pelajaran bab ini, materi mekanika teknik yang akan kita pelajari akan membahas mekanika dengan batasan dengan mekanika statika sebagai dasar pengetahuan perencanaan pada pembuatan komponen instrumentasi logam, dengan fokus mempelajari benda tegar dalam keadaan diam. Dengan mempelajari mekanika teknik ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan dasar dalam perencanaan dan pembuatan komponen instrument logam.

Setelah mempelajari Bab 2 ini, Kamu diharapkan dapat;

1. Mengidentifikasi lingkup materi mekanika teknik

2. Menerapkan prinsip mekanika teknik

meliputi

Dasar mekanika Teknik

Penerapan Mekanika Teknik Mekanika

Pada hari ini, ... tanggal ...tahun ... Guru

beserta siswa merencanakan pelaksanaan kegiatan belajar sebagaimana tabel

di bawah ini

No Jenis kegiatan Tanggal Waktu Tempat belajar

Catatan Perubahan 1 Memahami dasar

mekanika teknik 2

Memahami Penerapan Prinsip Mekanika Teknik 3 Mengerjakan soal

evaluasi

..., ...

Guru Orangtua/Wali Siswa Siswa

PENERAPAN TEORI FISIKA DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI Perhatikan gambar-gambar berikut dibawah ini;

Gambar 2.1 penerapam mekanika teknik

Berbagai perkembangan pengetahuan dan teknologi berdampak pada kemudahan kerja kita, sebagai contoh ditunjukkan pada gambar di atas. Pada gambar tersebut ditunjukan penerapan pengetahun fisika yang berkaitan dengan materi kesetimbangan pada pembuatan jembatan layang.

Diskusikanlah bersama kawan, penerapan teori fisika apa yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari!

A.

Dasar Dasar Mekanika Teknik

Desain mesin termasuk didalamnya pembuatan komponen

instrument logam, tidak lepas dari ilmu statika. Ilmu statika mempelajari tentang kekuatan material berdasarkan kombinasi tegangan dan regangan baik dua dimensi maupun tiga dimensi. Dalam material tidak lepas dari gaya, tegangan dan regangan, karena dari hal tersebut dapat dicari kekuatan dari bahan, seperti kekuatan tarik, bending dan puntir. Dalam

bahasan ini akan diulas beberapa dasar dari statika. Konsep dasar dari

statika adalah kesetimbangan gaya-gaya yang bekerja pada suatu struktur. Artinya semua gaya-gaya yang bekerja pada suatu struktur adalah dalam keadaan setimbang, baik struktur itu ditinjau secara keseluruhan maupun sebagian.

1. Hukum Newton

Hukum I Newton : Bila resultan gaya yang bekerja pada suatu partikel sama dengan nol (tidak ada gaya), maka partikel diam akan tetap diam dan atau partikel bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Dikenal dengan Hukum Kelembaman

Hukum II Newton :Bila resultan gaya yang bekerja pada suatu partikel tidak sama dengan nol partikel tersebut akan memperoleh percepatan sebanding dengan besarnya gaya resultan dan dalam arah yang sama dengan arah gaya resultan tersebut. Jika F diterapkan pada massa m, maka berlaku: Σ F = m . a

Hukum III Newton : Gaya aksi dan reaksi antara benda yang berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama, tetapi arahnya berlawanan. Aksi = Reaksi

2. Hukum Gravitasi Newton :

Dua partikel dengan massa M dan m akan saling tarik menarik yang

sama dan berlawanan dengan gaya F dan F’ , dimana besar F dinyatakan

3. Gaya

Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan deformasi pada suatu struktur. Gaya mempunyai besaran dan arah, digambarkan dalam bentuk vektor yang arahnya ditunjukkan dgn anak-panah, sedangkan panjang

vektor digunakan untuk menunjukkan besarannya. Gaya adalah besaran

yang bertendensi mendorong/merubah bentuk objek yang dikenakan dalam arah gaya tersebut bekerja. Sebagai sebuah vektor, gaya mempunyai tiga karakteristik, yaitu besarnya, arahnya dan juga titik/lokasi bekerjanya yang biasanya direpresentasikan garis bertanda panah seperti terlihat pada gambar dibawah ini. Titik aplikasi bisa direpresentasikan oleh pangkal atau ujung/kepala dari gambar anak panah.

Gambar 2.2 Gaya sebagai sebuah vektor

Artinya jika satu atau lebih dari tiga karakteristik ini dirubah, maka efeknya terhadap objek yang dikenakan gaya tersebut akan berubah juga. Besarnya

gaya jelas pengaruhnya. Sebagai contoh, kalau kita berusaha mendorong mobil yang relative besar sendirian, kemungkinan besar mobil tidak bergerak karena gaya yang kita berikan ke mobil tidak cukup besar. Tetapi jika kita minta bantuan dua orang lagi untuk membantu mendorong mobil, maka besar kemungkinan mobil bisa didorong oleh tiga orang tersebut karena gaya yang ditimbulkan oleh ketiga orang tersebut lebih besar dibandingkan dengan gaya yang dihasilkan oleh satu orang. Arah dari gaya jelas mempunyai efek terhadap benda yang dikenai gaya tersebut seperti terlihat pada gambar dibawah ini dimana sebuah gaya diaplikasikan terhadap sebuah peti dalam dua arah berbeda, horisontal dan vertikal. Walaupun kedua gaya tersebut mempunyai besar dan titik aplikasi yang sama, akan tetapi reaksi peti tersebut terhadap gaya horisontal akan berbeda jika dibandingkan dengan reaksi terhadap gaya vertikal.

Gambar 2.3 Arah dari gaya mempunyai efek terhadap benda

Sedangkan titik aplikasi bisa di gambarkan sebagai berikut dimana sebuah jembatan sederhana yang didukung oleh tumpuan kiri dan tumpuan kanan. Jika gaya yang bekerja posisinya dekat dengan tumpuan yang sebelah kiri (gaya direpresentasikan oleh garis penuh) maka kita dapat merasakan bahwa tumpuan yang kiri akan menerima gaya yang lebih besar dari tumpuan yang sebelah kanan. Sebaliknya jika gaya yang bekerja dekat dengan tumpuan yang sebelah kanan (gaya direpresentasikan oleh garis putus-putus) maka tumpuan sebelah kanan yang akan menerima gaya yang lebih besar. Disini terlihat bagaimana merubah titik aplikasi dari gaya merubah reaksi yang terjadi dari sistem struktur.

Gambar 2.4 Titik gaya mempengaruhi reaksi

Dalam ilmu analisis struktur, gaya dibagi menjadi 3 (tiga), diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Gaya Koplanar adalah bila gaya-gaya bekerja dalam garis kerja yang satu bidang datar.

2. Gaya Konkuren adalah bila gaya-gaya yang kerjanya berpotongan pada sebuah titik.

3. Gaya Kolinier adalah bila gaya-gaya mempunyai garis kerja dalam satu garis lurus.

Dalam Mekanika Teknik, hanya dibahas gaya yang terletak dalam satu bidang (Koplanar).

4. Momen

Momen adalah besarnya tendensi dari suatu gaya untuk memutar suatu objek/benda terhadap suatu titik. Dalam bentuk skalar, besarnya momen adalah gaya dikali lengan momen yang merupakan jarak tegak lurus antara titik yang ditinjau dan garis kerja gayanya. Gambar berikut mengilustrasikan sebuah moment.

Jadi besarnya momen tergantung pada dua faktor, yaitu lengan momen dan gaya yang bekerja. Jika gaya yang bekerja besarnya tetap, maka besarnya momen akan berbanding lurus dengan lengan momen. Lengan momen besar, maka momen yang dihasilkan juga besar dan sebaliknya. Jadi jelas di sini bahwa dalam statika kita mempelajari analisis gaya, baik gaya-gaya yang bekerja maupun gaya-gaya-gaya-gaya dalam. Untuk menggeluti bidang teknik pada umumnya dan bidang tehnik sipil pada khususnya memerlukan latar belakang yang kuat dalam bidang fisika mekanika dan juga matematika. Selain itu juga diperlukan kreativitas yang tinggi sehingga memecahkan persoalan dan juga menghasilkan inovasi-inovasi dan/penemuan yang bermanfaat.

5. Tegangan tarik dan tekan.

Dalam membahas kekuatan tarik tidak lepas dari tegangan dan regangan. Kedua sifat ini diukur saat melakukan uji tarik atau tekan. Dalam tarik, regangan adalah pertambahan panjang dari material, sedangkan dalam tekan adalah pemendekkan dari bahan yang ditekan.

Hasil dari tegangan dan regangan jika dibagikan akan menghasilkan sebuah Modulus Young (E). Mudulus Young ini hanya berlaku pada daerah elastis dari sifat bahan.

6.Rasio poison

Satu hal yang perlu diketahui yaitu akibat dari gaya tarik yang terjadi adalah pengurangan diameter seperti terlihat dalam Gambar 2.7 di bawah ini:

Gambar 2.7 Profil tegangan dan regangan

7. Tegangan Geser

Dalam bidang permesinan tidak lepas dari pergeseran. Pergeseran terjadi akibat adanya gaya yang menggeser benda sehingga terjadi tegangan dan regangan geser. Tegangan dan regangan geser dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

8. Tegangan Bending

Suatu kontruksi dari bahan tidak lepas dari beban atau gaya yang menekan tidak pada titik pusat sehingga terjadi bending. Akibat dari gaya ini terjadi tegagan bending yang dapat dihitung seperti di bawah ini:

M = momen bending

I =momen kedua dari area

y = jarak titik pusat dengan titik beban

9. Tegangan Maksimum

ym = harga maksimum y untuk tarik dan tegangan tekan

10. Radius kurva

Gambar 2.8 Radius kurva

11. Batang pejal

Pada batang pejal perhitungan kapasitas daya yang diterima dapat dihitung sebagai berikut:

Dengan D = diameter, T = torsi Kapasitas torsi

Kapasitas daya

dengan N = jumlah putaran per detik

Sudut putaran

Dengan G = shear modulus, L = panjang

Gambar 2.9 Torsi pada batang pejal

12. Batang berlubang

Batang pejal mempunyai kelemahan beban lenturnya yang lebih kecil. Untuk mengatasinya dapat dipakai batang berlubang. Batang berlubang ini dapat memakai bahan yang lebih sedikit, tetapi kelemahan dari batang ini adalah lebih kaku dari batang pejal, sehingga lebih mudah patah. Untuk itu perlu diperhitungkan dengan baik sebelum memakainya. Perhitungan untuk mengetahui beban maksimum dapat dipakai persamaan di bawah ini:

Gambar 2.10 Torsi pada batang berlubang

B.

Penerapan Prinsip Mekanika Teknik

1. Vektor Resultan

Sejumlah gaya yang bekerja pada suatu struktur dapat direduksi menjadi satu resultan gaya, maka konsep ini dapat membantu di dalam menyederhanakan permasalahan. Menghitung resultan gaya tergantung dari jumlah dan arah dari gayagaya tersebut. Beberapa cara atau metode untuk menghitung resultan gaya, yaitu:

1. Metode penjumlahan dan pengurangan vektor gaya. 2. Metode segitiga dan segi-banyak vektor gaya.

3. Metode proyeksi vektor gaya.

Untuk lebih jelasnya, berikut diuraikan masing-masing komponen tentang metode/cara untuk mencari resultan gaya.

1.1 Metode penjumlahan dan pengurangan vektor gaya

Metode ini menggunakan konsep bahwa dua gaya atau lebih yang terdapat pada garis kerja gaya yang sama (segaris) dapat langsung dijumlahkan (jika arah sama/searah) atau dikurangkan (jika arahnya berlawanan).

Gambar 2.11 Penjumlahan vektor searah dan segaris menjadi resultan gaya R

1.2. Metode segitiga dan segi-banyak vektor gaya

Metode ini menggunakan konsep, jika gaya-gaya yang bekerja tidak segaris, maka dapat digunakan cara Paralellogram dan Segitiga Gaya. Metode tersebut cocok jika gaya-gayanya tidak banyak.

Gambar 2.12. Resultan dua vektor gaya yang tidak segaris

Namun jika terdapat lebih dari dua gaya, maka harus disusun suatu segibanyak (poligon) gaya. Gaya-gaya kemudian disusun secara berturutan, mengikuti arah jarum jam.

1.3. Metode segitiga dan segi-banyak vektor gaya

Jika telah terbentuk segi-banyak tertutup, maka penyelesaiannya adalah tidak ada resultan gaya atau resultan gaya sama dengan nol. Namun jika terbentuk segibanyak tidak tertutup, maka garis penutupnya adalah resultan gaya.

1.4. Metode proyeksi vektor gaya

Metode proyeksi menggunakan konsep bahwa proyeksi resultan dari dua buah vektor gaya pada setiap sumbu adalah sama dengan jumlah aljabar proyeksi masing-masing komponennya pada sumbu yang sama. Sebagai contoh dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 2.14. Proyeksi Sumbu

Xi dan X adalah masing-masing proyeksi gaya Fi dan R terhadap sumbu x.

sedangkan Yi dan Y adalah masing-masing proyeksi gaya Fi dan R terhadap

sumbu y. dimana :

Xi = Fi. Cos αi; X = R. cos αi; maka X = ΣXi Yi = Fi. Sin αi; Y = R. sin αi; maka Y = ΣYi

Dengan demikian metode tersebut sebenarnya tidak terbatas untuk dua buah vektor gaya, tetapi bisa lebih. Jika hanya diketahui vektor-vektor gaya dan akan dicari resultan gaya, maka dengan mengetahui jumlah kumulatif dari komponen proyeksi sumbu, yaitu X dan Y, maka dengan rumus

Contoh 1

Diketahui suatu benda dengan gaya-gaya seperti terlihat pada Gambar 8 sebagai berikut.

Ditanyakan :

Tentukan besar dan arah resultan gaya dari empat gaya tarik pada besi ring.

Gambar 2.15. Contoh soal 1

Contoh 2

Diketahui dua orang seperti terlihat pada Gambar 9, sedang berusaha memindahkan bongkahan batu besar dengan cara tarik dan ungkit.

Ditanyakan:

Tentukan besar dan arah gaya resultan yang bekerja pada titik bongkah batu akibat kerja dua orang tersebut.

1.5. Metode penguraian gaya batang dengan cara grafis

a. Membagi sebuah gaya menjadi dua buah gaya yang konkruen Secara grafis dapat dilakukan dengan jajaran genjang gaya atau segitiga gaya.

Gambar 2. 17 Pembagian gaya dengan jajaran genjang dan segitiga

Secara analitis dapat dirumuskan sebagai berikut ini: sinα sin sin

a = b = c

bila salah satu sisinya (gaya yang akan dibagi) diketahui besarnya dan besar sudut dalam diketahui, maka panjang (besarnya) sisi yang lain dapat diketahui.

b. Membagi sebuah gaya menjadi dua buah gaya yang tidak konkruen

Gaya sebesar 10kN seperti pada Gambar 22 di bawah ini akan dibagi menjadi P1 dan P2, yang garis kerjanya masing-masing melalui A dan C. Penyelesaian dengan cara Grafis:

1. Gambarlah garis verja gaya P, P1 dan P2 dengan skala jarak antar garis kerja yang tertentu, misalnya dibuat skala 1cm : 1m.

2. Gambar gaya P = 10kN dengan skala tertentu juga, misalkan 1cm: 4kN; tentukan titik kutub O (sembarang). Usahakan jarak kutub itu sedemikian rupa sehingga lukisan poligon batang nantinya tidak terlalu tumpul dan tidak terlalu runcing.

3. tarik garis 1 melalui pangkal gaya P = 10kN dan melalui titik O.

4. lukis garis I sejajar garis 1, yang memotong garis verja gaya P1 dan gaya P.

6. lukis garis II sejajar garis 2, yang melalui perpotongan garis I dan garis kerja P, dan melalui garis verja P2.

7. lukis garis S yang melalui titik potong antara garis kerja P1 dan garis I, dan melalui titik potong antara garis P2 dan garis 2. 8. lukis garis S sejajar garis S yang melalui titik kutub dan memotong gaya P =10kN. setelaha selesai langkah lukisan di atas, selanjutnya hádala mengukur panjang garis yang menyatakan besarnya P1 dan P2. besarnya P1 diukur dari pangkal gaya P = 10kN sampai dengan perpotongan garis S dengan gaya P sampai dengan ujung gaya P. hasil pengukuran tersebut kemudian dikalikan dengan skala gaya yang digunakan. Dalam persoalan ini diperoleh gaya P1 = 1,5.4 = 6kN; dan gaya P2 = 1. 4 = 4kN.

Cara Analitis

Dengan menggunakan statis momen, “momen resultan = jumlah momen komponennya”

Statis Momen Terhadap TITIK A.

c. Membagi atau mengganti sebuah gaya menjadi tiga buah gaya yang tidak konkruen

Misalnya gaya P akan diganti menjadi gaya P1, P2 dan P3 yang telah ditentukan garis kerjanya.

Gambar 2.18. Pembagian gaya menjadi tiga buah gaya yang tidak konkruen

Usaha pertama adalah membuat gaya-gaya tersebut menjadi konkruen. Dalam membuat konkruen tidak dapat dilakukan sekali, tetapi harus dilakukan dua kali. Dalam hal ini, carilah lebih dahulu titik-titik pertemuan antara garis verja gaya yang diganti dengan salah satu garis verja gaya pengganti, misalnya titik petemuannya di A. kemudian agar diperoleh titik tangkapyang konkruen, maka dua garis kerja gaya pengganti yang lain disatukan menjadi sebuah garis verja (garis kerja persekutuan)., misalnya titik pertemuan antara dua gaya pengganti tersebut di C. garis yang menghubungkan titik A dengan titik C merupakan garis verja persekutuan yang dimaksud di atas, dan membuat gaya diganti dengan ketiga gaya penggantinya yang konkruen. Dari tiga garis verja gaya yang konkruen inilah dapat dilukis penggantian P3 dan sebuah gaya persekutuan (Panduan P1 dan P2). Selanjutnya gaya persekutuan ini diganti menjadi gaya P1 dan P2. jadi, ketiga gaya pengganti telah diketahui semuanya, besarnya tinggal mengukur pajang garisnya dikalikan dengan skala gaya yang digunakan. Mengganti atau membagi sebuah gaya menjadi tiga buah gaya yang tidak

konkruen ini merupakan dasar metode cullman dalam menghitung besarnya

gaya batang pada konstruksi rangka.

Cara analitis

Karena gaya-gayanya tidak konkruen, maka untuk menghitung gaya yang Belem diketahui, digunakan “Status Momen”. Pemilihan titik yang dipakai pusat momen harus diperhatikan sedemikian sehingga dalam sebuah persamaan hanya mengandung sebuah bilangan yang Belem diketahui. Pada persoalan di atas, dipilih dahulu titik C sebagai pusat momen, sehingga dapat dihitung gaya P3 (bila dipilih titik A sebagai pusat momen, maka ada dua bilangan yang Belum diketahui, yaitu P1 dan P2).

Statis momen terhadap titik C.

Hitungan cara analitis ini merupakan dasar dari metode Ritter untuk

mencari besarnya gaya batang pada konstruksi rangka batang. Untuk lebih mendalami sebuah gaya menjadi tiga buah gaya yang tidak konkruen, baik secara grafis ataupun analitis, berikut disajikan contoh soal dan penyelesaiannya.

Skala gaya yang digunakan 1cm : 2kN; skala jarak 1cm: 1m; lukisan untuk menghitung gaya pengganti adalah seperti pada Gambar 26 di bawah ini.

Contoh 3:

Hitunglah gaya pengganti P1, P2 dan P3 dari sebuah gaya P = 2kN, yang masing-masing garis kerjanya L1, L2 dan L3 seperti pada Gambar di bawah ini.

Cara analitis

2. Konsep Dasar Tumpuan, SFD, BMD, NFD

Tumpuan adalah tempat bersandarnya suatu konstruksi & tempat bekerjanya reaksi. Masing-masing mempunyai karakteristik berbeda.

1. Tumpuan sendi 5. Tumpuan bidang datar 2. Tumpuan rol 6. Tumpuan tali

3. Tumpuan jepit 7. Pendel

4. Tumpuan gesek 8. Tumpuan titik

Untuk lebih jelasnya, berikut dijelaskan masing-masing karakteristik tumpuan pada bidang Mekanika Teknik atau Analisis Struktur.

a. Tumpuan sendi

Tumpuan sendi adalah tumpuan yang dapat menerima gaya dari segala arah, akan tetapi tidak mampu menahan momen

b. Tumpuan ROL

Tumpuan Rol adalah tumpuan yang hanya dapat menahan gaya

bekerja tegak lurus (vertical) dan tidak dapat menahan momen.

Gambar 2.21. Pemodelan tumpuan rol

c. Tumpuan Jepit

Tumpuan jepit adalah tumpuan yang dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat menahan momen

Gambar 2.22. Tumpuan jepit

3. Jenis Konstruksi

Ada dua jenis konstruksi yaitu konstruksi statis tertentu dan konstruksi statis tertentu. Pada konstruksi statis tak tentu, besarnya reaksi dan momen dapat ditentukan dengan persamaan keseimbangan. Sedangkan pada persamaan konstruksi statis tak tentu, tidak dapat diselesaikan dengan persamaan keseimbangan. Untuk mempermudah dan mempercepat dalam menentukan jenis konstruksi, dapat digunakan persamaan:

R = B+2

R = Jumlah Reaksi yang akan ditentukan B = Jumlah Batang

4. Jenis Konstruksi

Ada dua jenis konstruksi yaitu konstruksi statis tertentu dan konstruksi statis tertentu. Pada konstruksi statis tak tentu, besarnya reaksi dan momen dapat ditentukan dengan persamaan keseimbangan. Sedangkan pada persamaan konstruksi statis tak tentu, tidak dapat diselesaikan dengan persamaan keseimbangan. Untuk mempermudah dan mempercepat dalam menentukan jenis konstruksi, dapat digunakan persamaan:

R = B+2

R = Jumlah Reaksi yang akan ditentukan B = Jumlah Batang

Bila R > B+2, berarti konstruksi statis tak tentu

Jawab:

Pada Konstruksi sendi dan rol, terdapat tiga buah gaya yang harus ditentukan, sedang jumlah batang =1. menurut persamaan di atas, maka:

R = B + 2 = 1+2 = 3

R = 3 → Sesuai

Jadi konstruksi dengan tumpuan sederhana (sendi-rol) di atas termasuk jenis konstruksi Statis tertentu.

Contoh 4:

Suatu konstruksi sederhana (tumpuan sendi rol) seperti Gambar 20 di bawah ini. Tentukanlah jenis konstruksinya.

5. Gaya Normal (Normal Forces Diagram)

Gaya normal adalah suatu gaya yang garis kerjanya berimpit/sejajar dengan sumbu batang.

Gambar 2.24. Penggambaran normal forces diagram (NFD) cara grafis

Notasi:

a. Positif Jika gaya normal tarik b. Negatif Jika gaya normal tekan

Pada gambar di atas menunjukkan bahwa adanya gaya normal diakibatkan oleh adanya beban sebesar Pα, yang apabila diuraikan gayanya menjadi gaya vertikal dan horisontal. Selanjutnya, gaya arah horizontal (arah ke kiri) akan dilawan oleh gaya PH (arah ke kanan). Sehingga timbulah gaya normal takan (negatif) karena serat pada balok tersebut tertekan (memendek).

6. Gaya Lintang (Shear Force Diagram)

Gaya normal (shear forces diagram) adalah susunan gaya yang tegak

lurus

dengan sumbu batang.

Notasi:

Positif jika searah dengan jarum jam

Negatif jika berlawanan arah dengan jarum jam

Gambar 2.26. Penggambaran shear forces diagram (SFD) dengan cara grafis.

Pada Gambar 2.26 di atas menunjukkan bahwa nilai gaya lintang akan positif apabila perputaran gaya yang bekerja searah dengan jarum jam, dan diarsir tegak lurus dengan sumbu batang yang menerima gaya melintang. Sebaliknya, bila perputaran gaya yang bekerja berlawanan arah dengan perputaran jarum jam, diberi tanda negatif dan diarsir sejajar dengan sumbu batang.

7. Momen (Bending Moment Diagram)

Momen adalah hasil kali antara gaya dengan jarak (jarak garis lurus terhadap garis kerjanya)

Gambar 2.27. Penggambaran bending moment diagram (BMD) dengan cara grafis.

Momen adalah hasil kali antara gaya dengan jaraknya. Jarak disini adalah jarak tegak lurus dengan garis kerja gayanya. Dalam Gambar 2.27 di atas berarti bahwa pada titik C terjadi momen sebesar:

Mc = RA. L1

Bidang momen diberi tanda positif jika bagian bawah atau bagian dalam yang mengalami tarikan. Bidang momen positif diarsir tegak lurus sumbu batang yang mengalami momen. Sebaliknya, apabila yang mengalami tarikan pada bagian atas atau luar bidang momen, maka diberi dengan tanda negatif. Bidang momen negatif diarsir sejajar dengan sumbu batang. Perlu diketahui bahwa momen yang berputar ke kanan belum tentu positif dan momen yang berputar ke kiri belum tentu negatif. Oleh karena itu, perjanjian tanda perlu diperhatikan dengan teliti.

8. Konstruksi Balok Sederhana

Konstruksi balok sederhana adalah konstruksi yang ditumpu pada dua titik tumpu, yang masing-masing berupa sendi dan rol. Jenis konstruksi ini adalah statis tertentu, yang dapat diselesaikan dengan persamaan keseimbangan.

1. Konstruksi balok sederhana dengan sebuah beban terpusat Untuk dapat menggambar bidang SFD, NFD dan BMD terlebih dahulu harus dihitung reaksi arah vertikal. Sedangkan untuk menghitung besarnya reaksi, dapat dilakukan secara grafis ataupun analitis.

Gambar 2.28. Hasil Shear force diagram (SFD),

Bending moment diagram (BMD), dan Normal force diagram (NFD)

hasil perhitungan dengan cara grafis

Cara grafis dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menentukan skala jarak dan skala gaya (Misalkan skala jarak 1cm: 1m) dan skala gaya (1cm : 2kN).

2. Menggambar konstruksi balok dengan skala yang telah ditentukan dan memperpanjang garis kerja gaya Pv, Av, serta Bv.

3. Uraikan gaya menjadi Pv dan Ph.

4. Lukislah lukisan kutub dan poligon batangnya sehingga diperoleh besarnya Av dan Bv.

5. Besarnya reaksi adalah sama dengan panjang garisnya dikalikan dengan skala gayanya.

6. Besarnya momen adalah sama dengan panjang kutub (II) dikalikan dengan tinggi ordinat pada poligon batang (y) dikalikan dengan skala gaya dan skala jarak. (M = H.y. skala gaya. Skala jarak).

Untuk membuktikan besarnya M = H. Y, berikut disajikan penjelasannya. Lihat Gambar 2.28 di atas, segitiga prt (dalam poligon batang) sebangun dengan segitiga Owx (pada lukisan kutub), maka diperoleh hubungan:

Gambar 2.30. Shear forces diagram (SFD) dengan beban Pα

Luas bidang D positif = Luas Bidang D Negatif

Av. a = Bv. b 4,07. 2 = 2,03. 4 8,14kN = 8,12kN Selisih hasil 0,245%

Momen (bending moment diagram)

Gambar 2.32. Mekanisme lentur pada balok beton bertulang akibat beban merata dengan tumpuan sederhana.

Gambar 2.33. Normal force diagram (NFD)

Contoh 5:

Diketahui suatu struktur balok seperti pada Gambar 34 berikut ini:

Gambar 2.34. Balok tumpuan sederhana dengan 2 beban terpusat.

Ditanyakan :

Besarnya Reaksi (RA, RB, bending moment diagram (BMD), shear

force diagram (SFD). ΣMB = 0; (semua gaya-gaya diasumsikan ke

Gambar 2.35. Hasil Shear force diagram (SFD),

Bending moment diagram (BMD), dan Normal force diagram (NFD)

KBS dengan beban merata dan KBS dengan beban kombinasi

Untuk menghitung dan menggambar bidang BMD dan bidang SFD pada pembebanan merata, dapat dilakukan dengan metode Grafis dan analitis. Pada cara grafis, beban merata ditransfer menjadi beban terpusat. Dengan adanya transfer beban ini, Gambar bidang M dan bidang N akan sedikit berbeda apabila dihitung tanpa transfer beban. Perbedaan ini tergantung pada transfer bebanya, semakin kecil elemen beban yang ditransfer menjadi beban merata, maka hasilnya akan semakin teliti (mendekati sebenarnya). Dengan kata lain, cara grafis kurang teliti bila dibandingkan dengan cara analitis. Oleh karenaitu, dalam pembahasan kali ini tidak dijelaskan cara menghitung danmenggambar secara grafis.

Gambar 2.36. Simple beam dengan beban merata

Pada Gambar 2.36 di atas, apabila dihitung dengan menggunakan cara analitis, maka akan mendapatkan nilai maksimum dengan bentuk kurva parabolik, disebabkan adanya beban merata pada struktur balok tersebut. Berikut disajikan tata cara perhitungan analitis dengan referensi Gambar di atas.

1. Menghitung Reaksi perletakan RA dan RB RA = RB = ½. q. L

2. Menghitung SFD (Shear forces diagram)

Gaya Lintang Dx = RA – q.x. = ½. q.L – q.x

x = ½.L maka Dx = 0 Mx = RA.x – qx. ½.x

Mx = ½.q.l.x. – ½. q.x2 x = ½.l maka Mx = Mmaks Max = ½.q.l. ½.l – ½.q (½.l)2 Mmax = 1/8.q.l2

3. Menghitung BMD (Bending Momen diagram)

Dengan Persamaan Diferensial di dapatkan hasil sebagai berikut:

Contoh 6:

Balok sederhana dengan Beban merata

a. Mencari Reaksi Tumpuan ΣMB = 0

Av. L – (q.L). 0,5 L = 0 Av = 0,5. q. L

Av = 0,5. 2. 8 = 8 kN

Karena Simetri, maka Bv = Av = 8 kN

b. Mencari Persamaan Shear Forces Diagram (SFD)

Tinjauan pada titik X dg Jarak -x- m dari A Dx = Av – q.x

Untuk x = 0; Dv = DA= Av-0 = 8 kN

Untuk x = 4; Dv = DA= Av- q. 4 = 8 – 2. 4 = 0 kN Untuk x = 8; Dv = Dc= Av- q. 8 = 8 – 2. 8 = -8 kN

c. Mencari Persamaan Garis Bending Momen Diagram (BMD) Mx = ½. q. L. x – ½. q. x2

x = 0; Mx = MA = 0

x = 4; Mx = Mc = ½. 2. 8. 4 – ½. 2. 42 = 32-16 = 16 kNm

3. Konstruksi balok sederhana dengan beban kombinasi

Konstruksi Balok dengan beban segitiga simetri

Besarnya beban pada setiap tempat dinyatakan dalam satuan kN/m. Berikut disajikan tata cara perhitungan konstruksi balok dengan beban segitiga simetri.

2. Menghitung Momen

Tinjau titik X sejauh dari A, dimana 0 ≤ x ≤ ½ L (setelah jarak ½ L garis beban berubah)

Pada struktur beton, pelimpahan beban pelat sering diperhitungkan dengan beban segitiga. Beban yang berbentuk segitiga ini ditransfer

menjadi beban merata di seluruh bentangnya (beban segitiga menjadi beban merata). Dasarnya adalah momen maksimum yang terjadi pada balok ditengah-tengah bentang. Momen maksimum pada segitiga sebesar 1/12.q.L2 sedangkan momen pada beban merata adalah 1/8.q.L2. sehingga diperoleh persamaan:

Apakah dengan qm momennya lebih aman? Yang jelas, pada momen ekstremnya sama, baik dengan beban merata/segitiga. Kita akan mencoba pada jarak 1/4L. yaitu jarak tengah-tengah antara momen = 0 dan momen maksimum Mx dengan beban segitiga:

Selisih besarnya momen antara beban merata dan beban segitiga adalah sebesar:

Berdasarkan perhitungan di atas, ternyata momen pada beban qm lebih besar dari momen beban segitiga. Jadi, transfer beban segitiga menjadi beban merata akan lebih AMAN

Konstruksi Balok Sederhana dengan beban segitiga sehadap

Pada pembahasan beban segitiga sehadap, prinsip dasar

pengerjaannya sama dengan beban merata. Berikut disajikan tata cara perhitungan beban segitiga sehadap pada balok sederhana.

Dengan tiga buah titik yang dilewati garis SFD tersebut, dapat dilukis garis SFD sepanjang balok AB yang berupa garis lengkung parabol.

Konstruksi Balok Beroverstek

Konstruksi balok terjepit satu tumpuan dengan beban terpusat. Berikut disajikan tata cara perhitungan konstruksi balok beroverstek tipe terjepit satu tumpuan dengan beban terpusat seperti Gambar 2.42 di bawah ini.

a. Menghitung reaksi tumpuan ΣGV = 0

Av – P = 0 Av = P

b. Persamaan shear forces diagram (SFD)

Tinjauan titik X sejauh x dari B

Dx = P → Merupakan garis lurus sejajar sumbu balok

c. Persamaan bending moment diagram (BMD)

Mx = -P. x → Merupakan garis lurus miring

Untuk x = a; Mx = MA = -P.a Untuk x = 0; Mx = MB = 0

Konstruksi balok terjepit satu tumpuan dengan beban terpusat. Berikut disajikan tata cara perhitungan konstruksi balok beroverstek tipe terjepit satu tumpuan dengan beban merata seperti Gambar 2.43 di bawah ini.

Gambar 2.43. Konstruksi balok beroverstek dengan beban merata

a. Menghitung reaksi tumpuan ΣGV = 0

Av – q.a = 0 Av = q.a

b. Persamaan shear forces diagram (SFD) Tinjauan titik X sejauh x dari B

D = q. x

c. Persamaan bending moment diagram (BMD) Mx = -q. x. ½ x = -1/2 qx2

Persamaan Garis Lengkung Parabol

Konstruksi balok terjepit satu tumpuan dengan beban segitiga. Berikut disajikan tata cara perhitungan konstruksi balok beroverstek tipe terjepit satu tumpuan dengan beban segitiga seperti Gambar 2.44 di bawah ini.

c. Persamaan bending moment diagram (BMD)

Merupakan Garis Lengkung Pangkat tiga Untuk x =0; Mx = MB = 0

Untuk x = a; Mx = MA = -(q.a3)/6a = -(qa2/6)

Konstruksi Balok Overstek tunggal dengan beban terpusat

Berikut disajikan tata cara perhitungan konstruksi balok beroverstek tipe terjepit satu tumpuan dengan beban segitiga seperti Gambar 2.45 di bawah ini.

Tata cara penggambaran dengan metode Grafis

a. Tentukan skala gaya dan jarak, serta perpanjang garis kerja P1, P2, P3, Av dan Bv.

b. Lukislah gaya P1, P2 dan P3, tentukan jarak kutub. Pilihlah jarak kutub sedemikian rupa sehingga poligon batang tidak terlalu tumpul atau terlalu tajam. (misalkan dalam hal ini dipilih jarak kutub = 5cm).

c. Lukislah garis 1,2,3 dan 4 melalui titik kutub 0.

d. Lukislah garis I, II, III, dan IV pada poligon batang, yang masingmasing sejajar garis 1,2,3 dan 4.

e. Hubungkan titik potong garis I-Av dengan titik potong garis IV-Bv, berilah tanda pada garis tersebut dengan notasi S.

f. Lukislah garis−S pada lukisan kutub, yang sejajar garis S.

CARA GRAFIS

a. Mencari besarnya Reaksi tumpuan Av = 6 (dikalikan dengan skala gy) Av = 6.1 = 6kN

Bv = 3cm (dikalikan dg skala gy) Bv = 3.1 = 3kN

b. Besarnya bending moment diagram (BMD) MA = H.YA . Skala gy. Skala Jarak

MA = 5.(-0,4). 1.1 = -2kNm MD = H. Y. 1. 1

= 5. 1,2. 1. 1 = 6kNm ME = H. Y. 1. 1

= 5. 1,8. 1. 1 = 9kNm

CARA ANALITIS

a. Mencari besarnya reaksi tumpuan ΣMA = 0

-BV. 8 + P3.5+ P2. 2 – P1.1 = 0 BV = 24 / 8 = 3 kN (Ke atas) ΣGV = 0

AV + BV – P1 – P2 – P3 = 0 AV = 6kN (Ke atas)

b. Menghitung bending moment diagram (BMD) MA = -P1. 1 = -2 . 1 = -2 kNm

MD = AV. 2 – P1. 3 = 6.2 – 2.3 = 6 kNm

ME = BV. 3 = 3. 3 = 9 kNm (menghitung moment dari kanan)

Persoalan balok overstek dilapangan dapat dijumpai pada konstruksi balok kantilever (cantilever beam).

A.

Evaluasi Diri

Penilaian Diri

Evaluasi diri ini diisi oleh siswa, dengan memberikan tanda ceklis pada pilihan penilaian diri sesuai kemampua siswa bersangkutan.

No Aspek Evaluasi

Penilaian diri

Sangat Baik (4)

Baik (3)

Kurang (2)

Tidak Mampu

(1)

A Sikap

1 Disiplin

2 Kerjasama dalam kelompok

3 Kreatifitas

4 Demokratis

B Pengetahuan

1 Saya memahami dasar

mekanika teknik

C Keterampilan

1

Saya mampu penerapan prinsip mekanika teknik dalam menyelesaikan soal latihan

B.

Review

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Kerjakanlah soal penerapan di bawah ini!

2. Tentukan Besarnya RA, RB, Shear force diagram (SFD), Bending

moment diagram (BMD) dengan cara grafis dan analitis.

3. Hitunglah besarnya Reaksi perletakan (RA & RB), Shear forces diagram (SFD), Bending moment diagram (BMD) dari struktur balok sederhana (tumpuan sendi rol). Konstruksi balok sederhana dengan beban merata

4. Hitunglah besarnya Reaksi perletakan (RA & RB), Shear forces diagram (SFD), Bending moment diagram (BMD) dari struktur balok sederhana (tumpuan sendi rol).Konstruksi balok sederhana dengan beban kombinasi

5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan: a. Tumpuan sendi

b. Tumpuan Rol c. Tumpuan Jepit d. Tumpuan Bebas

Deskripsikan contoh masing-masing tumpuan tersebut di lapangan.

6. Diketahui soal seperti gambar di bawah ini. Hitunglah besarnya reaksi tumpuan, BMD, SFD, NFD dengan cara grafis dan analitis.

7. Hitunglah besarnya BMD, SFD, NFD dari gambar struktur di bawah ini.

MENERAPKAN KOMPONEN

MEKANIK INSTRUMEN LOGAM

Kata Kunci:



Bimetal



Poros



Pasak



Bantalan



Seal



Paking



Sabuk



Rantai



Mur Baut



Rem



Pegas



Kopling



Pompa



Roda Gigi

BAB

Komponen mekanik atau dikenal juga elemen mesin adalah bagian dari sebah alat atau instrument yang berupa komponen tunggal. Dipergunakan pada satu konstruksi alat, instrument atau bahkan mesin dengan fungsi pemakaian yang khas.

Dengan memahami komponen mekanik yang akan dipelajari ini,

akan membantu memudahkan kamu dalam memahami materi

pembelajaran instrumentasi logam, karena berbagai instrument yang ada dirakit dari berbagai komponen mekanik seperti poros, roda gigi dan lainnya.

Dengan mempelajari komponen mekanik pada bab ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan dasar dalam perencanaan dan pembuatan komponen instrument logam.

Setelah mempelajari Bab 2 ini, Kamu diharapkan dapat;

3. Mendeskripsikan komponen mekanik pada instrumen logam

meliputi

Komponen Mekanik

Pada hari ini, ... tanggal ...tahun ... Guru beserta siswa merencanakan pelaksanaan kegiatan belajar sebagaimana tabel di bawah ini

No Jenis kegiatan Tanggal Waktu Tempat belajar

Catatan Perubahan 1 Memahami Poros

2 Memahami Pasak 3 Memahami Bantalan 4 Memahami Seal 5 Memahami Paking 6 Memahami Sabuk 7 Memahami Rantai 8 Memahami Mur Baut 9 Memahami Rem 10 Memahami Pegas 11 Memahami Kopling 12 Memahami Pompa 13 Memahami Roda Gigi 14 Mengerjakan soal

evaluasi

..., ...

Guru Orangtua/Wali Siswa Siswa

Komponen Mesin

Sebuah mesin diciptakan untuk membantu manusia mempermudah pekerjaannya. Berbagai mesin dapat kalian lihat baik di rumah maupun disekolah, misalnya pada sepeda motor, mesin cuci, mesin jahit, mesin bor, mesin gerinda dan lain sebagainya. Berbagai mesin yang ada tersebut tersusun dari beberapa komponen yang menyatu membentuk sebuah sistem kerja yang saling berhubungan.

Gambar 3.1. (a) Mesin sepeda motor dan (b) Dial indikator

Gambar 3.1 menunjukan sebuah mesin sepeda motor yang tersusun dari berbagai komponen dan gambar 2 menunjukan komponen yang membentuk sebuah dial indicator.

Berdasar hal di atas, coba kamu bersama kawan satu kelompok cari mesin atau alat mekanik yang dapat dibuka dan perhatikan komponen apa yang ada, laporkan dengan mengisi tabel 3.1.

Tabel 3.1

Identifikasi Komponen Mesin

Nama Mesin/Alat : ……….. Fungsi Mesin/Alat : ……….

No Nama komponen

Jenis

Fungsi Bahan

Statis (Diam)

Dinamis (Bergerak)

A. KOMPONEN MEKANIK

Komponen mekanik atau dikenal juga elemen mesin adalah bagian dari komponen tunggal yang dipergunakan pada konstruksi mesin, dan setiap bagian mempunyai fungsi pemakaian yang khas. Dengan pengertian tersebut diatas, maka elemen mesin dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Elemen – elemen sambungan

a. Sambungan susut dan tekan

b. Sambungan paku keeling

c. Sambungan ulir sekrup

d. Sambungan baut dan pin

e. Sambungan pengelasan

f. Sambungan solder dan brazing

2. Bantalan dan elemen transmisi

a. Bantalan luncur

b. Bantalan gelinding

c. Poros dukung dan poros pemindah

d. Kopling tetap (coupling) & tidak tetap (clutch)

e. Rem

f. Pegas

g. Tuas

h. Sabuk dan Rantai

i. Roda gigi

3. Elemen-elemen transmisi untuk gas dan Liquid

a. Valve

b. Fittings

Perencanaan elemen mesin, pada dasarnya merupakan perencanaan bagian (komponen), yang direncanakan dan dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme dari suatu mesin. Dalam tahap-tahap perencanaan tersebut, pertimbangan-pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam memulai perencanaan eleven mesin meliputi :

1. Menentukan kebutuhan

Menentukan kebutuhan dalam hal ini adalah kebutuhan akan bagian-bagian yang akan direncanakan, sesuai dengan fungsinya

2. Pemilihan mekanisme

Berdasarkan fungsinya dipilih mekanisme yang tepat dari bagian mesin tersebut. Misalnya untuk memindahkan putaran poros keporos yang digerakan dipilih roda gigi payung.

3. Beban mekanis

Berdasarkan mekanisme yang telah ditentukan, beban-beban mekanis yang akan terjadi harus dihitung berdasarkan data yang sesuai dengan kebutuhan, sehingga didapat jenis-jenis pembebanan yang bekerja pada elemen tersebut.

4. Pemilihan bahan (material)

Untuk mendapatkan bagian mesin yang sesuai dengan kekuatannya, dilakukan pemilihan bahan dengan kekuatan yang sesuai dengan kondisi beban serta tegangan yang terjadi. Misalnya kekuatan direncanakan harus lebih kecil dari kekuatan bahan yang ditentukan dengan faktor keamanan sesuai dengan kebutuhan.

5. Menentukan ukuran

Bila terjadi kesesuaian pemakaian bahan dan perhitungan beban

mekanis dapat dicari ukuran-ukuran elemen mesin yang

direncanakan dengan standart yang ada dalam standarisasi.

6. Modifikasi

Modifikasi bentuk diperlukan bila bagian mesin yang direncanakan telah pernah dibuat sebelumnya.

7. Gambar Kerja

Setelah mendapatkan ukuran yang sesuai, ukuran untuk

pengambaran kerja didapat, baik gambar detail maupun gambar assemblynya.

8. Pembuatan kontrol kualitas

Dengan gambar kerja dapat dibuat bagian-bagian mesin yang dibutuhkan, dengan mencatumkan persyaratan suaian, toleransi serta tanda pengerjaan, ini dimaksudkan untuk mendapatkan hasil pembuatan suaian dengan yang diinginkan. Dari penentuan suaian yang telah ditetapkan tersebut dapat digunakan sebagai pedoman kontrol kualitas yang disyaratkan

B.. P O R O S

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi

(gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya.

Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut.

1.Poros Transmisi

Gambar 3.2 Poros transmisi

Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan oleh poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai.

2. Spindel

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya beban puntiran, disebut spindle, syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

Gambar 3.3 Spindel

3. Gandar

Gambar 3.4 Poros gandar

Poros seperti ini yang dipasang antara roda – roda kereta barang, dimana

tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang – kadang tidak boleh

berputar, disebut garden. Garden ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

Gambar 3.5 Poros engkol

Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak . Poros luwes untuk transmisi

daya kecil agar terdapat kebebasan bagi perubahan arah. Untuk merencanakan sebuah poros, hal – hal berikut ini perlu diperhatikan

a. Kekuatan Poros Menahan Beban Diatas

Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan diatas. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekanan

seperti poros baling – baling kapal atau turbin, dll. Kelelahan,

tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros Bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncakan hingga cukup kuat untuk menahan beban diatas.

b. Kekuatan Poros Disesuaikan Dengan Macam Mesin

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak-telitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Karena itu disamping kekuatan poros, kekuatannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebuut.

c. Putaran Kritis

Bila putaran suata mesin dinaikan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebur putaran kritis. Hal ini dapat terjaid pada turbin, motor torak, motor listrik, dll. Dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros

dan bagian – bagian lainnya. Jika mungkin, poros harus

direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.

d. Korosi

Bahan – bahan tahan korosi (termasauk plastik) harus dipilih poros propeler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros yang terancam kavitas, dan poros–poros

mesin yang sering berhenti lama. Sampai batas – batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi.

e. Bahan Poros

Poros untuk mesin umum biasanaya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan defines, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari ingot yang di”kill” (baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilicon dan dicor; kadar karbon terjamin) meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengurangi deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dankekuatannya bertambah besar.

Harga – harga yang terdapat dalam table diperoleh dari batang

percobbaan dengan diameter 25 mm ; dalam hal ini harus diingat bahwa untuk poros yang diameternya jauh lebih besar fdari 25 mm,

harga – harga akan lebih rendah dari pada yang ada dalam tabel

karena adanya pengaruh masa.

Poros – poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan

beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasn kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian pemakaian baja paduan khusus tidak dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan beban berat. Dalam hal demikian perlu dipertimbangkan penggunaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan. Baja empa (G3201, ditempa dari ingot yang dikil dan disebut bahan SF, kekuatan

dijamin) juga sering dipakai. Poros – poros yang bentuknya sulit

Tabel 3.2 Bahan Poros

Standard Lambang Perlakuan Panas Kekuatan tarik (Kg/mm2) Keterangan Baja Karbon konstruksi mesin (JIS G

4501) S30C S35C S40C S45C S50C S55C Penormalan 48 52 55 58 62 66 Batang Baja yang difinis dingin S35C-D S45C-D S55C-D - - - 53 60 72 Ditarik dingin, digerinda, dibubut atau gabungan antara hal – hal

tersebut.

Baja Khrom nikel (JIS G 4102) SNC 2 SNC 3 SNC 21 SNC 22 Pengerasan Kulit 85 95 80 100 Baja Khrom nikel molibden (JIS G 4103)

SNCM 1 SNCM 2 SNCM 7 SNCM 8 SNCM22 SNCM23 SNCM25 Pengerasan Kulit 85 95 100 105 90 100 120 Baja Khrom

(JIS G 4104)

SCr 3 SCr 4 SCr 5 SCr21 SCr22 Pengerasan Kulit 90 95 100 80 85 Baja Khrom Molibden (JIS G 4105)

SCM 2 SCM 3 SCM 4 SCM 5 SCM21 SCM22 SCM23 Pengerasan Kulit 85 95 100 105 85 95 100

C. P A S A K

Gambar 3.6 Macam macam Pasak

Pasak merupakan sepotong baja lunak (mild steel), berfungsi sebagai pengunci yang disisipkan diantara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros. Beberapa tipe yang digunakan pada sambungan elemen mesin, adalah :

1.1Pasak Benam (PB)

Pasak jenis ini dipasang terbenam setengah pada bagian poros dan setengah pada bagian hub. Terdiri atas beberapa jenis :

a. PB Persegi Panjang (penampang memanjang tirus

perbandingan 1 : 1000) Dengan :

- Lebar pasak : w =

4

352

e. Bubut alur dengan ukuran Ø6 x 2 mm f. Buat ulir luar M8 X1,5 mm sepanjang 8mm g. Lakukan finishing

h. Pasangkan baut pada badan Load

G. Penilaian Kegiatan Latihan

Penilaian dilakukan terhadap 3 kriteria, yaitu sikap, keterampilan dan pengetahuan.

1. Nilai sikap diperoleh dari observasi selama kegiatan belajar

2. Nilai pengetahuan diperoleh dari hasil pemeriksaan jawaban review dan laporan praktikum/latihan

3. Nilai keterampilan dilaksanakan melalui hasil unjuk kerja latihan yang dilaksanakan siswa

353

Nama Siswa : ... 1.Penilaian Sikap

Isilah kolom penilaian berikut berdasar hasil observasi selama kegiatan belajar teori dan praktik, dengan memberikan ceklis pada kolom yang sesuai

No Aspek Penilaian

Penilaian Sangat Baik (4) Baik (3) Kurang (2) Tidak Mampu (1)

1 Disiplin

2 Kerjasama dalam kelompok 3 Kreatifitas

4 Demokratis

Jumlah Nilai Rata Rata Nilai (Jumlah Nilai/4 )

2.Penilaian Keterampilan

Isilah kolom penilaian berikut berdasar hasil observasi selama kegiatan belajar praktik, dengan memberikan ceklis pada kolom yang sesuai

No Aspek Penilaian

Penilaian Sangat Baik (4) Baik (3) Kurang (2) Tidak Mampu (1) A Sikap Kerja

1

Menggunakan Alat

Pelindung Diri/Menerapkan K3

2 Menunjukkan sikap kerja yang benar saat bekerja 3 Menunjukkan kerjasama yang baik dengan kawan 4 Melaksanakan pekerjaan

atas izin guru

Jumlah Nilai Rata Rata Nilai (Jumlah Nilai/4 )

354

2. Penilaian Keterampilan

Isilah kolom penilaian berikut oleh Guru, berdasar observasi/pengamatan pada saat latihan dilaksanakan. Berikan ceklis pada hasil pengamatan (Benar/Salah), jika benar ceklis pada salah satu kolom nilai

No. Aspek

Penilaian Kriteria

Hasil Pengamatan Benar

Salah

4 3 2

B Proses (Langkah Kerja)

1 Pemakaian alat

K3 Sesuai pekerjaan 2 Alat bahan

disiapkan Alat bahan lengkap 3 Langkah kerja Sesuai prosedur

Jumlah Nilai Rata Rata Nilai (Jumlah Nilai/3 )

2. Penilaian Keterampilan

Isilah kolom penilaian berikut oleh Guru, berdasar observasi/pengamatan pada saat latihan dilaksanakan.

Berikan ceklis pada hasil pengamatan (Benar/Salah), jika benar ceklis pada salah satu kolom nilai

No. Aspek Penilaian Kriteria

Hasil Pengamatan Benar

Salah

4 3 2

C Penilaian Hasil Pekerjaan

1 Rangkaian Dapat dirangkai dengan baik 2 Tirus Lancip, sesuai

ukuran

3 Kartel Ø 16 x 15 mm bekas kartel rata 4 Alur Ø 14 x 4 mm 5 Bubut rata badan

Load Ø 13 x 10 mm 6 Ulir dalam M8 x 1,5 x 10mm 7 Ulir luar M8 x 1,5 x 8 mm 8 Alur baut load Ø 6 x 2 mm 9 Kepala baut load Ø 13 x 5 mm 10 Bor tempat tali Ø 3, lurus 11 Waktu

penyelesaian 36 x 45 menit

Jumlah Nilai Rata Rata Nilai (Jumlah Nilai/11 )

355

3.Penilaian Pengetahuan

Isilah kolom penilain berikut berdasar hasil pemeriksaan jawaban review dan laporan latihan yang diserahkan

No. Aspek Penilaian Nilai Perolehan

1 Review

2 Laporan Praktik/Latihan

Jumlah Nilai Rata Rata Nilai (Jumlah Nilai/2 )

Kesimpulan Hasil Penilaian Latihan Benda Kerja 1

No Aspek Evaluasi

Nilai Perolehan* Angka Predikat

1 Penilaian Sikap

2

Penilaian Keterampilan Rata-rata dari nilai :

d. Sikap Kerja e. Proses f. Hasil Kerja 3 Penilaian Pengetahuan

Kesimpulan :

Siswa dinyatakan Kompeten/Belum Kompeten* dan Dapat/Tidak Dapat** Melanjutkan Ke Materi Berikutnya

Peserta sudah diberitahu tentang hasil penilaian dan alasan-alasan mengambil keputusan

..., ... Penilai

... Saya sudah diberitahu tentang hasil

penilaian dan alasan mengambil keputusan tersebut.

Umpan Balik Siswa:

Tanda Tangan Siswa:

...

Saya sudah diberitahu tentang hasil penilaian dan alasan mengambil keputusan tersebut. Umpan Balik Orangtua/Wali siswa:

Tanda Tangan Orangtua/Wali Siswa:

... *) Skala 4

356

Daftar Pustaka

Alois SCHONMETZ. (1985). Pengerjaan Logam Dengan Perkakas Tangan dan Mesin Sederhana. Bandung: Angkasa.

Bradbury, “Dasar Metalurgi Untuk Rekasasawan” PT. Gramedia Pustaka Utama. 1997

B.H. Amstead, Bambang Priambodo. (1995). Teknologi Mekanik Jilid 2.

Jakarta: Erlangga

C. van Terheijden, Harun. (1994). Alat-alat Perkakas 3. Bandung: Binacipta.

Darma, Edifrizal, 2011. Prisip dasar Statika I. Pusat Pengembangan Bahan Ajar,Universitas Mercu Buana.

Daryanto.1987, Mesin Perkakas Bengkel, Jakarta: PT Rineka Cipta Dietzel, F., 1993.Turbin, Pompa dan Kompresor , Jakarta Erlangga. Djaprie, Sriati. “Teknologi Mekanik” jilid 1 Erlangga, Jakarta. 1992

Hantoro, Sirod dan Parjono. 2005, Menggambar Mesin. Jakarta: Adicita. John Ridley, 2008. Kesehatan dan Keselamatan Kerja Ikhtisar, Jakarta:

Penerbit Erlangga

Popov, E.P. Mekanika Teknik. Terjemahan Zainul Astamar. Penerbit Erlangga. Jakarta. 1984.

Rohyana Solih Drs.”Pengetahuan & Pengolahan Bahan”.Humoria Utama Press: Bandung, 1995.

Sardjono, 1985. Himpunan soal-soal dan penyelesaian, Mekanika Teknik Statis Tertentu: Surabaya.

Sama’murPK. 1987, Keselamatan Kerja dan Pencegahan Kecelakaan, Jakarta:PT Saksama

Silalahi, Bernnet NB. 1995. Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja. Jakarta: PT Pustaka Binaman Pressindo

Sularso, 1995. Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramitha

Sularso dan Tahara, H., 2000. Pompa dan Kompresor. Jakarta Pradnya Paramita.

Sumakmur PK. 1996. Keselamatan Kerja & Pencegahan Kecelakaan. Jakarta: PT. Gunung Agung

Suparman, 1985. Mekanika Teknik I. Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta. Wesli. 2010. Mekanika Rekayasa. Graha Ilmu: Yogyakarta.

357

Juhana, Ohan dan M. Suratman. 2000,Menggambar Teknik Mesin.Bandung: Pustaka Grafika.

Tata SurdiadanShinroku Saito, 1995. Pengetahuan Bahan, Pradnya Paramita

Timoshenko, S.,D.H. Young. Mekanika Teknik. Terjemahan, edisi ke-4, Penerbit Erlangga. Jakarta. 1996.